Для исследования Большого взрыва в России построили петафлопсный суперкомпьютер редкой архитектуры

Бизнес Интеграция Внедрения Электроника ИТ в госсекторе
мобильная версия
, Текст: Валерия Шмырова

В конце марта Объединенный институт ядерных исследований запустит в эксплуатацию суперкомпьютер мощностью около 1 петафлопс. Это меньше, чем у систем «Ломоносов» и «Ломоносов-2», но столько же или даже больше, чем у «Политехник РСК торнадо». Таким образом, новый суперкомпьютер должен стать третьим по мощности в России и войти в мировой Топ-500.


Новый суперкомпьютер

В Лаборатории информационных технологий (ЛИТ) Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ) в подмосковной Дубне готовится к запуску суперкомпьютер мощностью около 1 ПФЛОПС. Об этом было объявлено на сессии Ученого совета ОИЯИ в Доме международных совещаний.

Суперкомпьютер планируется запустить в эксплуатацию 26 или 27 марта 2018 г. во время собрания комитета полномочных представителей, сообщает директор ЛИТ Владимир Кореньков. Упомянутый 1 ПФЛОПС — это планируемая пиковая производительность системы, ее реальная мощность будет установлена в ходе тестирования.

ОИЯИ представляет собой международную межправительственную научно-исследовательскую организацию. Учредителями являются 18 государств-членов, среди которых помимо России представлены Белоруссия, Армения, Азербайджан, Казахстан, Узбекистан, Грузия, Украина и Молдавия, а также Вьетнам, Чехия, Куба, Северная Корея, Румыния, Монголия и др. Оргструктура позволяет организации не публиковать информацию на сайте госзакупок, поэтому стоимость суперкомпьютерного проекта неизвестна.

Особенности проектирования

Суперкомпьютер состоит из двух частей. Первая часть сформирована из модулей, которые были созданы российской компанией РСК на базе процессоров Intel. В модулях используется жидкостное, а не воздушное охлаждение, что позволяет системе работать интенсивнее за счет более эффективного отвода тепла.

В суперкомпьютере использованы две модели процессоров Intel — всего насчитывается 40 серверов по два процессора Intel Skylake и 20 серверов с Intel Xeon Phi, отмечает ученый секретарь ЛИТ Дмитрий Подгайный.

В случае, если ЛИТ решит увеличить количество модулей, это можно будет сделать, поскольку место для дополнительных модулей также есть, отмечает инженер ЛИТ Алексей Воронцов. Монтажом инфраструктуры для суперкомпьютера занимается РСК.

Плата РСК с водяным охлаждением на процессорах Intel

Вторая часть суперкомпьютера состоит из графических процессоров Nvidia Volta. По словам Коренькова, с помощью этой части системы будут решаться задачи, связанные с искусственным интеллектом и машинным обучением.

Преимущества гетерогенности

По мнению Подгайного, уникальность нового суперкомпьютера заключается в том, что это гетерогенная система, в то время как в мире преимущественно используется гомогенные, то есть состоящие только из центральных процессоров (без ускорителей), или из процессоров с ускорителями, но одного вида. В то же время в суперкомпьютере ОИЯИ используются графические ускорители и процессоры двух видов. «Таких систем в мире не больше 4-5 штук», — уверен Подгайный.

При этом он уточнил, что в данном аспекте новый суперкомпьютер выступает прямым наследником гетерогенного кластера для параллельных вычислений HybriLIT, который является частью Многофункционального информационно-вычислительного комплекса ОИЯИ с февраля 2015 г.

Сфера применения

Суперкомпьютер будет использоваться в первую очередь физиками-теоретиками, которые работают в ОИЯИ. В настоящий момент они вынуждены при необходимости пользоваться вычислительными мощностями суперкомпьютеров удаленно. Наличие «домашней» системы, доступной в режиме 24/7, решит эту проблему, отмечает Подгайный.

Суперкомпьютер будет задействован сотрудниками ОИЯИ для решения задач по квантовой хромодинамике на решетке. На нем будут моделироваться эксперименты и процессы, происходящие на коллайдере протонов и тяжелых ионов NICA для воссоздания в лабораторных условиях особого состояния вещества, в котором пребывала наша Вселенная в первые мгновения после Большого взрыва. Создание коллайдера началось в Лаборатории физики высоких энергий ОИЯИ в 2013 г. Собственно, NICA и стал одной из причин, по которым руководство института приняло решение о покупке суперкомпьютера. Строительство коллайдера планируется закончить в 2020 г. Суперкомпьютером также смогут воспользоваться ученые из других институтов, с которыми ОИЯИ сотрудничает.

Мощность российских суперкомпьютеров

Заявленный 1 ПФЛОПС — это довольно значительная мощность для суперкомпьютера. Например, чтобы попасть в мировой Топ-500 суперкомпьютеру в настоящий момент достаточно иметь пиковую мощность не ниже 700 ТФЛОПС. Таких установок в России всего три, как следует из российского суперкомпьютерного рейтинга Топ-50.

Поэтому в пятидесятом Топ-500, обнародованном 13 ноября 2017 г., представлены только эти три российских суперкомпьютера, как и в предыдущей редакции рейтинга. Суперкомпьютер «Ломоносов-2» занял в последнем топе 63 место. Его пиковая производительность согласно рейтингу составляет 2,96 ПФЛОПС, а производительность на тесте Linpack равняется 2,1 ПФЛОПС.

На 227 месте находится суперкомпьютер «Ломоносов», пиковая производительность которого оценивается в 1,7 ПФЛОПС, а производительность на тесте Linpack достигает 901,9 ТФЛОПС. Оба суперкомпьютера были построены компанией «Т-платформы» и используются в Научно-исследовательском вычислительном центре МГУ им. М. В. Ломоносова.

На 412 строчке рейтинга находится суперкомпьютер «Политехник РСК торнадо». Производительность компьютера на тесте Linpack достигает 658,1 ТФЛОПС при пиковой производительности 829,3 ТФЛОПС. Система работает в Санкт-Петербургском государственном политехническом университете, ее производителем является компания РСК. В российском Топе-50, 27 редакция которого вышла в сентябре 2017 г., представлены другие данные о мощности этой системы — 716 ТФЛОПС на Linpack и 1,015 ПФЛОПС пиковой производительности.

Примечательно, что в ноябре 2016 г. российских суперкомпьютеров в Топ-500 было пять. Три системы в рейтингах за 2017 г. — это самый низкий показатель со времен ноября 2006 г., когда отечественных суперкомпьютеров в Топ-500 было всего два.